浅谈量化有向网络多个系统统量化与鲁棒一致性

论文导读：
摘要：由于不需要集中式制约和网络全局信息，近年来网络化多个系统统的分布式协调制约成为制约领域的一个探讨热点。网络化多个系统统的优点是节约成本，并且可以提升系统在复杂环境下的鲁棒性和适应能力,因而在很多方面得到广泛运用。作为分布式协调制约的基础,一致性不足更是受到了不同领域探讨人员的广泛关注。一致性算法涉及到设计有效的分布式制约律或协议,使得仅基于个体间的局部信息共享，所有个体状态变量能够趋于相同。由此,网络拓扑和什么样的信息在网络中传输，是多个系统统实现一致性的两个至关重要的因素。在分布式情况下，尤其是当网络运转在非常恶劣的环境中,会造成数据的丢包或连边的失效，或不同个体具有不同的感知范围，使得个体间的平衡或对称信息交换变得非常困难或不可能，因而个体间的单向非平衡信息通信是有向网络的首要特点。这意味着实际网络拓扑一般是有向非平衡的。而众所周知,有向图的代数图论、尤其是有向图的代数图谱论述，到目前为止进展的并不改善,这导致有向网络一致性算法的收敛性和鲁棒性浅析非常的困难,由此有向网络一致性相关不足的探讨一直是热点。和无向或有向平衡网络相比，有向非平衡网络不仅意味着要求更弱的网络拓扑条件，而且会降低系统达到一致性时所需要的信息量和能量消耗，并使得网络在不可靠通信下具有更强的鲁棒性。此外，实际的网络化多个系统统具有空间分布特性，并且连接个体的信道具有有限带宽限制，这导致个体间仅能基于量化信息而非精确信息进行通信。由此，本论文将量化信息与网络拓扑统一考虑，重点探讨了基于量化信息通信的有向网络多个系统统的量化一致性不足。同时，由于个体间的信息交换不可避开会受到各种环境噪声的干扰，本论文也探讨了具有测量噪声干扰的有向网络多个系统统的鲁棒一致性不足。论文主要内容和探讨成果总结如下：1.采取无限水平静态对数量化对策，探讨了有向强连通非平衡网络的加权平均一致性不足。不同于已有文献中量化一致性探讨基本都假定有向网络拓扑必须是平衡的，我们对强连通的有向非平衡网络，剖析地得到在量化信息通信下，系统达到加权平均一致性时对数量化器的精度参数与网络拓扑参数之间的定量联系。进而利用矩阵变换和李雅普诺夫稳定性论述，将系统的一致收敛性条件用一个易于检验的线性矩阵不等式刻画，并清楚地揭示了最终的一致性值对有向网络拓扑的依赖联系。探讨结果避开了已有相关结论高度依赖无向图的代数图谱论述和对称矩阵分解的不足。2.采取有限水平动态一致量化对策，对有向强连通非平衡网络的加权平均一致性进行了探讨。论述浅析表明：无论网络规模多大，只要合适地选取有限水平动态一致量化器的参数，有向强连通网络中任一个体在每一时刻，仅需向其任一邻居个体非互惠地发送1-比特量化信息，同时向其自身发送1-比特量化信息，则所提出的量化一致性算法就足以使网络指数地达到加权平均一致性；而当有向网络是平衡时，所得结果即退化为量化平均一致性情形。此外，在进行量化一致收敛性浅析时所构造的广义二次李雅普诺夫函数，充分体现了强连通非平衡网络所对应的随机邻接矩阵最大特点值伴随的左特点向量揭示了网络拓扑属性这一事实。而已有基于无向图的代数图谱论述得到的关于无向网络量化平均一致性相关结果则要求：网络中任意邻居个体在每一时刻，必须互惠地互发1-比特量化信息，所有个体状态才能指数地收敛到平均一致性。3.探讨了如何设计基于边的有限水平自适应动态一致量化器，使得有向切换网络中的个体，仅利用有限量化信息通信最终达成一致的不足。对一般的有向非平衡切换网络来说，对应的系统迭代矩阵左特点向量随着网络拓扑的切换而变化，因而已有基于系统迭代矩阵有着一个公共左特点向量的相关量化一致性浅析策略不在适用，并且最终的一致性值难以确定。利用非二次李雅普诺夫函数法并结合输入到输出稳定性论述，我们证明了：在所提出的量化一致性算法作用下，只要有向切换网络具有有界的连边失效间隔，则无论网络规模多大，仅仅需要每个个体在每一时刻，非互惠地向其任意邻居个体发送3-比特量化信息，同时向其自身发送1-比特量化信息，就足以确保有向切换网络指数地达到一致性，且最终的一致性值仍位于所有个体初始状态的凸包内。所提出的量化一致性算法充分体现了切换网络的动态特性，并具有需要较少通信开销的特点，更适用于数字通信网络。4.探讨具有测量噪声干扰的有向强连通网络鲁棒一致性不足。在提出的随机逼近一致性算论文导读：性不足近况综述29-311.6本论文的探讨内容及作用31-35第二章图论相关知识35-432.1引言352.2图的相关概念与记号35-392.3与图论有关的矩阵论述39-43第三章基于对数量化对策的有向网络多个系统统一致性探讨43-693.1引言433.2不足描述43-453.3对数量化一致性算法45-583.3.1基于对数量化对策的量化通信45-483.3.2基于对
法中，通过引入时变制约增益来抑制测量噪声。在假定随机邻接矩阵具有正对角元素、但非双随机的条件下，通过构造一个广义二次李雅普诺夫函数，并利用李雅普诺夫稳定性论述证明了：在所提出的随机逼近一致性算法作用下，网络中所有个体最终达到均方作用下的一致性，最终的一致性值是一个随机变量。进一步地，浅析了这个随机变量的统计特性，发现其期望是所有个体初始状态值的加权平均，并具有有界方差。所构造的广义二次李雅普诺夫函数，克服了文献中构造二次李雅普诺夫函数要求有向网络拓扑必须是平衡的这一关键假定条件。由此，所提出的随机逼近一致性算法具有更广的运用范围。关键词：多个系统统论文一致性算法论文加权平均一致性论文量化通信论文非平衡有向图论文切换网络论文对数量化论文一致量化论文鲁棒一致性论文测量噪声论文随机逼近论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要3-6
ABSTRACT6-10
目录10-12
第一章 绪论12-35

1.1 引言12-13

1.2 一致性不足13-14

1.3 基于精确信息通信的一致性不足探讨近况综述14-21

1.3.1 离散时间一致性算法浅析16-17

1.3.2 切换网络离散时间一致性算法浅析17-18

1.3.3 一致均衡状态18-21

1.4 量化一致性不足探讨近况综述21-29

1.4.1 离散时间量化一致性算法浅析23-27

1.4.2 连续时间量化一致性算法浅析27-29

1.4.3 量化一致性有着的不足29

1.5 鲁棒一致性不足近况综述29-31

1.6 本论文的探讨内容及作用31-35

第二章 图论相关知识35-43

2.1 引言35

2.2 图的相关概念与记号35-39

2.3 与图论有关的矩阵论述39-43

第三章 基于对数量化对策的有向网络多个系统统一致性探讨43-69

3.1 引言43

3.2 不足描述43-45

3.3 对数量化一致性算法45-58

3.1 基于对数量化对策的量化通信45-48

3.2 基于对数量化对策的一致性算法设计48-51

3.3 相关引理51-58

3.4 一致收敛性浅析58-64

3.5 仿真浅析64-67

3.6 本章小结67-69

第四章 基于一致量化对策的有向网络多个系统统一致性探讨69-95

4.1 引言69-70

4.2 不足描述70-71

4.3 基于有限量化信息通信的一致性算法71-84

4.

3.1 基于动态一致量化对策的量化通信71-74

4.

3.2 基于动态一致量化对策的一致性算法设计74-78

4.

3.3 相关引理78-84

4.4 一致收敛性浅析84-92

4.5 仿真浅析92-93

4.6 本章小结93-95

第五章 基于自适应一致量化对策的有向切换网络多个系统统一致性探讨95-126

5.1 引言95-97

5.2 不足描述97-98

5.3 基于有限量化信息通信的一致性算法98-110

5.

3.1 基于自适应动态一致量化对策的量化通信98-102

5.

3.2 基于自适应动态一致量化对策的一致性算法设计102-106

5.

3.3 相关引理106-110

5.4 一致收敛性浅析110-120

5.5 仿真浅析120-124

5.6 本章小结124-126

第六章 具有测量噪声干扰的有向网络多个系统统鲁棒一致性探讨126-139

6.1 引言126-127

6.2 不足描述127-128

6.3 鲁棒一致性算法128-133

6.

3.1 随机逼近一致性算法设计128-130

6.

3.2 相关引理130-133

6.4 均方一致收敛性浅析133-136

6.5 仿真浅析136-138

6.6 本章小结138-139

第七章 总结与展望139-143

7.1 全文总结139-140

7.2 展望140-143

参考文献143-152
附录 主要符号对照表152-153
攻读博士学位期间发表或完成的论文153-154
致谢154-157